İçerik
Hücreler, dünyadaki yaşamın temel, indirgenemez unsurlarıdır. Bakteriler gibi bazı canlılar sadece tek bir hücreden oluşur; kendin gibi hayvanlar trilyonları içerir. Hücrelerin kendileri mikroskobiktir, ancak çoğu, hücrenin - ve ana ebeveyn organizmanın - hayatta kalmasının temel misyonuna katkıda bulunan, daha küçük bileşenlerden bile oluşan şaşırtıcı bir dizi içerir. Hayvan hücreleri, genel olarak bakıldığında, bakteri veya bitki hücrelerinden daha karmaşık yaşam formlarının bir parçasıdır; buna göre, hayvan hücreleri mikrobiyal ve botanik dünyalardaki benzerlerinden daha karmaşık ve ayrıntılıdır.
Bir hayvan hücresini düşünmenin en kolay yolu belki de bir yerine getirme merkezi ya da büyük, yoğun bir depo. Genel olarak dünyayı genel olarak tanımlayan, ancak özellikle biyolojiye mükemmel biçimde uygulanabilen, akılda tutulması gereken önemli bir husus, "form uygun işlevi" dir. Bu nedenle, bir hayvan hücresinin bölümlerinin yanı sıra hücrenin bütününün de yapılma biçiminin yapılandırılmasının nedeni, bu bölümlerin - "organeller" olarak adlandırılan işlerin yapılmasıyla ilgili işlerle yakından ilişkili olmasıdır.
Hücrelere Temel Bakış
Hücreler, ilk günlerde ham mikroskopların 1600 ve 1700'lerde tarif edildi. Robert Hooke, bazı kaynaklar tarafından, adı mikroskobu aracılığıyla mantara bakmasına rağmen, adı oluşturduğu için yatırılmaktadır.
Bir hücre, metabolik aktivite ve homeostaz gibi, hayatın tüm özelliklerini koruyan, canlı bir organizmanın en küçük birimi olarak düşünülebilir. Uzmanlık işlevi veya hizmet ettikleri organizma ne olursa olsun, tüm hücreler üç temel bölümden oluşur: dış sınır olarak plazma zarı olarak da adlandırılan bir hücre zarı; genetik materyalin (DNA veya deoksiribonükleik asit) ortaya doğru aglomerasyonu; ve reaksiyonların ve diğer aktivitelerin gerçekleştiği yarı sıvı bir madde olan sitoplazma (bazen sitosol olarak adlandırılır).
Canlılar ayrılabilir prokaryotik tek hücreli ve bakteri içeren organizmalar ve ökaryotik bitkiler, hayvanlar ve mantarları içeren organizmalar. Ökaryotların hücreleri, genetik materyalin etrafındaki bir zar, bir çekirdek oluşturarak; prokaryotların böyle bir zarı yoktur. Ayrıca, prokaryotların sitoplazması, ökaryotik hücrelerin bolca övündüğü organelleri içermez.
Hayvan Hücre Zarı
hücre zarıPlazma zarı da denilen hayvan hücrelerinin dış sınırını oluşturur. (Bitki hücreleri, ilave koruma ve sertlik için doğrudan hücre zarının dışında hücre duvarlarına sahiptir.) Zar, basit bir fiziksel bariyerden veya organeller ve DNA için bir depodan daha fazlasıdır; bunun yerine, moleküllerin hücreye giriş ve çıkışlarını dikkatlice düzenleyen, oldukça seçici kanallarla dinamiktir.
Hücre zarı, bir fosfolipit iki tabakalı, veya lipit iki tabakalı. Bu iki tabakalı, esasen, moleküllerin lipit kısımları farklı katmanlardaki dokunma ve fosfat kısımlarının zıt yönlere işaret etmesiyle, iki farklı fosfolipid molekülü "tabakasından" oluşur. Bunun neden olduğunu anlamak için, lipitlerin ve fosfatların elektrokimyasal özelliklerini ayrı ayrı düşünün. Fosfatlar polar moleküllerdir, yani elektrokimyasal yükleri molekül boyunca eşit olmayan şekilde dağılır. Su (H2O) ayrıca kutupsaldır ve kutupsal maddeler birleşmeye meyillidir, bu nedenle fosfatlar hidrofilik etiketli maddeler arasındadır (yani suya çekilir).
Bir fosfolipidin lipit kısmı, tüm molekülü bir şarj gradyanı olmadan bırakan spesifik bağ tiplerine sahip uzun hidrokarbon zincirleri olan iki yağ asidi içerir. Aslında, lipitler tanımı gereği polar değildir. Polar moleküllerin su mevcudiyetinde olduğu gibi karşıt tepki gösterdikleri için, buna hidrofobik denir. Bu nedenle, bütün fosfolipid molekülü "kalamar benzeri" olarak düşünebilirsiniz, fosfat kısmı baş ve gövde olarak işlev görür ve lipit bir çift dokunaç olarak işlev görür. Ayrıca, dokunaçlarının birbirine karıştığı ve kafalarının zıt yönlere işaret ettiği iki büyük kalamar tabakasını hayal edin.
Hücre zarları bazı maddelerin gelip gitmesine izin verir. Bu, difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon, ozmoz ve aktif taşıma dahil olmak üzere birçok yolla gerçekleşir. Mitokondri gibi bazı organellerin, plazma zarının kendisiyle aynı malzemelerden oluşan kendi iç zarları vardır.
Çekirdek
öz, esas, çekirdek aslında hayvan hücresinin kontrol ve kumanda merkezidir. Çoğu hayvanda, gen adı verilen küçük parçalara bölünmüş ayrı kromozomlarda (bunlardan 23 çiftiniz vardır) düzenlenmiş DNA'yı içerir. Genler, DNA'nın molekül RNA (ribonükleik asit) aracılığıyla hücrelere protein toplama makinesine sağladığı belirli bir protein ürününün kodunu içeren DNA uzunluklarıdır.
Çekirdek farklı bölümleri içerir. Mikroskobik muayenede, çekirdekçik çekirdeğin ortasında belirir; nükleol ribozomların imalatında rol oynar. Çekirdek, hücre zarına benzer bir çift sonra nükleer bir zarla çevrilidir. Aynı zamanda nükleer zarf olarak da adlandırılan bu astar, iç tabakaya tutturulmuş, DNA'nın düzenli ve yerinde kalmasına yardımcı olan filamentli proteinlere sahiptir.
Hücre çoğalması ve bölünmesi sırasında, çekirdeğin kendisinin iki kız çekirdeğine bölünmesi, sitokinez olarak adlandırılır. Çekirdeğin, hücrenin geri kalanından ayrı tutulması, DNA'nın diğer hücre aktivitelerinden izole edilmesinde, zarar görme ihtimalini en aza indirgemekte yararlıdır. Bu aynı zamanda, hücrenin sitoplazmasından büyük ölçüde farklı olabilen acil hücresel ortamın zarif bir şekilde kontrol edilmesini sağlar.
Ribozomlar
Hayvan olmayan hücrelerde de bulunan bu organeller, sitoplazmada meydana gelen protein sentezinden sorumludur.Protein sentezi, çekirdekteki DNA, transkripsiyon adı verilen bir işlemden geçtiğinde harekete geçer; bu, yapılan tam DNA şeridine karşılık gelen kimyasal bir kod ile RNA yapımıdır (haberci RNA veya mRNA). DNA ve RNA'nın her ikisi de bir şeker, bir fosfat grubu ve azotlu bir baz olarak adlandırılan bir kısım içeren nükleotidlerin monomerlerinden (tek tekrar eden birimler) oluşur. DNA bu gibi dört farklı baz (adenin, guanin, sitozin ve timin) içerir ve bunların uzun bir DNA şeridinde dizilimi, nihayetinde ribozomlar üzerinde sentezlenen ürünün kodudur.
Yeni yapılan mRNA, sitoplazmada çekirdekten ribozomlara geçtiğinde, protein sentezi başlayabilir. Ribozomların kendileri, ribozomal RNA denilen bir çeşit RNA'dan yapılır (rRNA). Ribozomlar, biri diğerinden yaklaşık yüzde 50 daha büyük olan iki protein alt biriminden oluşur. mRNA, ribozom üzerindeki belirli bir bölgeye bağlanır ve molekülün uzunlukları bir seferde üç bazın "okunur" ve proteinlerin temel yapı taşları olan yaklaşık 20 farklı amino asit türünden birini yapmak için kullanılır. Bu amino asitler ribozomlara transfer RNA adı verilen üçüncü bir RNA türü tarafından yerleştirilir (tRNA).
Mitokondri
Mitokondri Hayvanların ve ökaryotların bir bütün olarak metabolizmasında özellikle önemli rol oynayan büyüleyici organellerdir. Çekirdekler gibi, çift bir zarla çevrelenir. Tek bir temel işlevi vardır: Yeterli oksijen bulunabilirliği koşullarında karbonhidrat yakıt kaynaklarını kullanarak mümkün olduğunca fazla enerji sağlamak.
Hayvan hücre metabolizmasında ilk adım, hücreye giren glukozun piruvat adı verilen bir maddeye bölünmesidir. Bu denir glikoliz ve oksijenin olup olmadığına bakar. Yeterli oksijen bulunmadığında piruvat, laktat olmak üzere fermantasyona uğrar, bu da kısa süreli bir hücresel enerji patlaması sağlar. Aksi takdirde piruvat, mitokondriya girer ve aerobik solunum yapar.
Aerobik solunum, kendi adımlarıyla iki işlemi içerir. Birincisi mitokondriyal matriste gerçekleşir (hücrelerin kendi sitoplazmasına benzer şekilde) ve Krebs döngüsü, trikarboksilik asit (TCA) döngüsü veya sitrik asit döngüsü olarak adlandırılır. Bu döngü, bir sonraki işlem olan elektron taşıma zinciri için yüksek enerjili elektron taşıyıcıları oluşturur. Elektron taşıma zinciri reaksiyonları, Krebs döngüsünün çalıştığı matris yerine mitokondri zarında meydana gelir. Bu fiziksel görev ayrımı, her zaman dışarıdan en verimli görünüşü olmasa da, solunum yollarındaki enzimler tarafından asgari hataların sağlanmasına yardımcı olur, tıpkı bir mağazanın farklı bölümlerinin olması, yanlış yanma ihtimalinizi en aza indirir. mağazaya dolaşmak zorunda kalsanız bile, satın almak için oldukça iyi bir yol.
Aerobik metabolizma, glikoz molekülü başına ATP'den (adenozin trifosfat) gelen fermantasyondan çok daha fazla enerji sağladığından, her zaman "tercih edilen" yoldur ve evrimin bir zaferi olarak durur.
Mitokondri, şu anda ökaryotik hücreler olarak adlandırılan şeye dahil edilmeden önce, bir zamanlar, milyonlarca ve milyonlarca yıl önce serbest duran prokaryotik organizmalar olduğuna inanılmaktadır. Buna, endosymbiont teorisi denir; bu, aksi takdirde moleküler biyologlar için zor olabilecek mitokondrinin bir çok özelliğini açıklamak için uzun bir yoldur. Aslında, ökaryotların, daha küçük bileşenlerden evrimleşmek zorunda kalmak yerine, bütün bir enerji üreticisini ele geçirmiş gibi göründüğü görülüyor, belki de hayvanlar ve diğer ökaryotlarda sahip oldukları sürece gelişebilecekleri ana faktördür.
Diğer Hayvan Hücre Organelleri
Golgi Aparatı: Ayrıca Golgi organları denir, Golgi cihazı hücrede başka bir yerde bulunan proteinler ve lipitler için bir işleme, paketleme ve sınıflandırma merkezidir. Bunlar genellikle "krep yığını" görünümüne sahiptir. Bunlar, içeriği hücrenin diğer kısımlarına verilmeye hazır olduğunda Golgi gövdeleri içindeki disklerin dış kenarlarından kopan vezikül veya küçük zara bağlı keselerdir. Golgi organlarını postaneler veya posta sıralama ve teslimat merkezleri olarak düşünmek faydalı olacaktır, her vezikül ana binadan ayrılarak kendi başına bir teslimat kamyonuna veya demiryolu vagonuna benzeyen kapalı bir kapsül oluşturur.
Golgi gövdeleri, eski ve yıpranmış hücre bileşenlerini veya hücrede bulunmaması gereken başıboş molekülleri parçalayabilen güçlü enzimler içeren lizozomlar üretir.
Endoplazmik retikulum: endoplazmik retikulum (ER) kesişen tüplerden ve düzleştirilmiş veziküllerden oluşan bir koleksiyondur. Bu ağ çekirdekte başlar ve sitoplazmadan hücre zarına kadar uzanır. Bunlar, konumlarından ve yapılarından toplanmış olabileceğiniz gibi, hücrenin bir kısmından diğerine maddeleri taşımak için kullanılır; daha doğrusu, bu taşımacılığın gerçekleşebileceği bir kanal görevi görürler.
Bağlı ribozomları olup olmadığına göre ayırt edilen iki tür ER vardır. Kaba ER, çok sayıda ribozomun bağlı olduğu yığılmış veziküllerden oluşur. Kaba ER'de oligosakarit grupları (nispeten kısa şekerler), diğer organellere veya salgılayıcı veziküllere giderken geçerken küçük proteinlere bağlanır. Öte yandan, Smooth ER'de ribozom yoktur. Pürüzsüz ER, proteinleri ve lipidleri taşıyan veziküllere yol açar ve ayrıca zararlı kimyasalları içine sokma ve etkisiz hale getirme kabiliyetine sahiptir, böylece bir taşıma panosu olmanın yanı sıra bir tür yok edici-temizlikçi güvenliği işlevi de gerçekleştirir.